实验二、晶体管共射极单管放大器
一、实验目的
1、 学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响;
2、 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻测量方法;
3、 掌握放大器上、下限截止频率的测试方法;
4、 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 二、实验原理与内容:
图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路,并在发射极中接有电阻R E ,以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号u i 后,在放大器的输出端便可得到一个与u i 相位相反,幅值被放大了的输出信号u 0,从而实现了电压放大。
图2-1 共射极单管放大器实验电路
在图2-1电路中放大器输出 不接电阻,当流过偏置电阻R B1和R B2 的电流远大于晶体管T 的 基极电流I B 时(一般5~10倍),则它的静态工作点可用下式估算: CC B2
B1B1
B U R R R U +≈
U CE =U CC -I C (R C +R E )
电压放大倍数:
be
L
C V r R R β
A // -= 输入电阻:
R i =R B1 // R B2 // [( r be +(1+ β) Re ) 输出电阻:
R O ≈R C
放大器的测量和调试一般包括:放大器静态工作点的测量与调试,消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。
1、 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量
测量放大器的静态工作点,应在输入信号u i =0的情况下进行, 即将放大器输入端与地端短接,然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表,分别测量晶体管的集电极电流I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。一般实验中,为了避免断开集电极,所以采用测量电压U E 或U C ,然后算出I C 的方法,例如,只要测出U E ,即可用
C E BE
B E I R U
U I ≈-
≈
E E
E C R U I I =≈算出I C (也可根据C
C
CC C R U U I -=,由U C 确定I C ),
同时也能算出U BE =U B -U E ,U CE =U C -U E 。
为了减小误差,提高测量精度,应选用内阻较高的直流电压表。
★:在接通直流电源前(+12v )先将RW 调到最大,输入端对地短接(即输入信号ui=0).接通+12v 电源调界接RW ,使UE=2V (既IC=2mA ),然后,用万用表直流电压档测量U B (V )、U E (V )、U C (V )和电阻R B2(K Ω),将所测量的数据填入下表1中,并与理论计算值比较。
2) 静态工作点的调试
放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I C (或U CE )的调整与测试。
静态工作点是否合适,对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高,放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真,如工作点偏低则易产生截止失真,这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试,即在放大器的输入端加入一定的输入电压u i ,检查输出电压u O 的大小和波形是否满足要求。如不满足,则应调节静态工作点的位置。
上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的,应该是相对信号的幅度而言,如输入信号幅度很小,即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说,产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求,静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。
2、放大器动态指标测试
放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压(动态范围)和通频带等。
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